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Mir hat sich vor einigen Wochen eine Frage bezüglich der Rotation von Schwarzen Löchern gestellt. Da der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße ist, geht er in einem Schwarzen Loch auch nicht verloren und als Folge rotiert es. Außerdem vertragen Neutronensterne, die schnell rotieren, mehr Masse, bis zu zu einem Schwarzen Loch werden, als langsam rotierende. So ähnlich ist es ja auch bei Schwarzen Löchern, da der Schwarzschildradius umso kleiner ist, desto schneller es rotiert. Meine Frage dazu also: Wäre es (zumindest theoretisch) möglich, einem Schwarzen Loch durch Gezeitenkräfte oder Akkretion so viel Drehimpuls zuzuführen, dass es kein Schwarzes Loch mehr ist bzw. der Schwarzschildradius "verschwindet"?
Ich hoffe ich konnte meine Frage verständlich formulieren und würde mich über eine Antwort sehr freuen, auch wenn das geschilderte Problem wohl abseits jeder beobachtbaren Praxis liegt.
Stellungnahme der Redaktion
Herr Lang sieht die Physik insgesamt richtig, wobei in seinem Fragetext jeweils "Schwarzschildradius" durch "Ereignishorizont" zu ersetzen wäre. Witzigerweise lautet die Antwort auf seine Frage in Kurzform: ja und nein.
Ja, weil die Formeln, die die rotierenden Schwarzen Löcher (SL) beschreiben, tatsächlich besagen, dass bei einem bestimmten Drehimpuls der Ereignishorizont zu null schrumpft. Das nennt man dann ein maximal rotierendes SL, und das Ergebnis eine nackte Singularität.
Nein, weil dieser Zustand streng genommen durch keinen möglichen physikalischen Prozess erreicht werden kann. Sondern nur fast. Es ist eine komplett analoge Situation zur Nicht-Erreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit bei massebehafteten Körpern. Man kann ihr beliebig nahe kommen (indem man immer mehr und mehr Energie zur Beschleunigung verwendet), aber man kann sie nie erreichen. Genau so ist es auch mit der Rotation von SL.
Um das genauer zu verstehen, muss man sich leider ziemlich weit in die Theorie von SL einlesen. Ein sehr überraschende Entdeckung, die man dabei machen kann: Es ist nicht nur eine analoge Situation zur Nicht-Erreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit, sondern auch zur Nicht-Erreichbarkeit des absoluten Nullpunkts der Temperatur. Aber das ist noch schwerer zu verstehen ...
Ulrich Bastian
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Rotierende Schwarze Löcher
02.07.2020, Elias Lang, SchlierMir hat sich vor einigen Wochen eine Frage bezüglich der Rotation von Schwarzen Löchern gestellt. Da der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße ist, geht er in einem Schwarzen Loch auch nicht verloren und als Folge rotiert es. Außerdem vertragen Neutronensterne, die schnell rotieren, mehr Masse, bis zu zu einem Schwarzen Loch werden, als langsam rotierende. So ähnlich ist es ja auch bei Schwarzen Löchern, da der Schwarzschildradius umso kleiner ist, desto schneller es rotiert. Meine Frage dazu also: Wäre es (zumindest theoretisch) möglich, einem Schwarzen Loch durch Gezeitenkräfte oder Akkretion so viel Drehimpuls zuzuführen, dass es kein Schwarzes Loch mehr ist bzw. der Schwarzschildradius "verschwindet"?
Ich hoffe ich konnte meine Frage verständlich formulieren und würde mich über eine Antwort sehr freuen, auch wenn das geschilderte Problem wohl abseits jeder beobachtbaren Praxis liegt.
Herr Lang sieht die Physik insgesamt richtig, wobei in seinem Fragetext jeweils "Schwarzschildradius" durch "Ereignishorizont" zu ersetzen wäre. Witzigerweise lautet die Antwort auf seine Frage in Kurzform: ja und nein.
Ja, weil die Formeln, die die rotierenden Schwarzen Löcher (SL) beschreiben, tatsächlich besagen, dass bei einem bestimmten Drehimpuls der Ereignishorizont zu null schrumpft. Das nennt man dann ein maximal rotierendes SL, und das Ergebnis eine nackte Singularität.
Nein, weil dieser Zustand streng genommen durch keinen möglichen physikalischen Prozess erreicht werden kann. Sondern nur fast. Es ist eine komplett analoge Situation zur Nicht-Erreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit bei massebehafteten Körpern. Man kann ihr beliebig nahe kommen (indem man immer mehr und mehr Energie zur Beschleunigung verwendet), aber man kann sie nie erreichen. Genau so ist es auch mit der Rotation von SL.
Um das genauer zu verstehen, muss man sich leider ziemlich weit in die Theorie von SL einlesen. Ein sehr überraschende Entdeckung, die man dabei machen kann: Es ist nicht nur eine analoge Situation zur Nicht-Erreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit, sondern auch zur Nicht-Erreichbarkeit des absoluten Nullpunkts der Temperatur. Aber das ist noch schwerer zu verstehen ...
Ulrich Bastian